[發明專利]一種輸電線路雷電繞擊模擬試驗統計分析方法

在審

• 申請號: 201811622006.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109657391A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 王羽;張韜;鄧冶強;藍磊;文習山;王磊;何慧雯
• 申請（專利權）人: 武漢大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本發明涉及電力試驗技術，具體涉及一種輸電線路雷電繞擊模擬試驗統計分析方法，包括以下步驟：步驟1、獲取輸電線路雷電繞擊試驗參數和數據；步驟2、建立空間坐標系并繪制放電點空間分布圖；步驟3、分析繞擊概率空間變化規律；步驟4、繪制等概率散點圖與擬合曲線圖；步驟5、對輸電線路繞擊概率進行計算。利用本發明提供的雷電繞擊模擬試驗數據統計分析方法，可以實現對輸電線路雷電繞擊特性的研究，對總結其放電規律有重要意義，同時對于建立和修正雷電屏蔽理論具有重要意義，并有助于解決實際工程問題。

技術領域

本發明屬于電力試驗技術領域，尤其涉及一種輸電線路雷電繞擊模擬試驗統計分析方法。

背景技術

隨著特高壓線路高度越來越高，輸電距離越來越長，沿途氣象、地理環境復雜，遭遇極端氣候侵襲的概率變得更大。在眾多引起線路運行穩定的因素中，雷擊故障是導致線路運行故障的主要因素，且其中雷電繞擊占據主要地位。因此，為了保證輸電工程的安全穩定運行，有必要對其雷電繞擊特性以及雷電防護技術進行研究。

自然界雷電放電現象屬于云地或者云層間超長間隙放電，與實驗室長間隙放電現象有著某些共同點。因此，實驗室雷擊放電模擬試驗成為研究雷電屏蔽問題的重要手段。通過雷電模擬試驗可直接確定線路的暴露空間，若能保證試驗的物理等價性，其結果對于建立和修正雷電屏蔽理論具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于面積加權法的輸電線路模型繞擊特性統計分析方法，

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種輸電線路雷電繞擊模擬試驗統計分析方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取輸電線路雷電繞擊試驗參數和試驗數據。

雷電繞擊模擬試驗改變電極頭部的空間位置，在每個位置下進行多次放電試驗，獲取試驗布置導線與避雷線空間位置以及放電點空間位置，記錄試驗中不同放電點放電路徑的選擇與概率。

步驟2：建立空間坐標系并繪制放電點空間分布圖。

所述空間坐標系y軸為放電點所在平面與檔距中心線平面交線，x軸為地面上垂直于導線的軸。根據試驗中的導線、避雷線以及放電點的空間位置，繪制放電點空間分布圖，記錄試驗放電空氣間隙尺寸。

步驟3：分析繞擊概率空間變化規律。

統計各放電點處導線被擊中概率，以棒電極高度為x軸，擊中導線概率為y軸，對導線被擊中概率隨高壓棒電極高度變化的曲線進行擬合，分析繞擊概率隨雷電放電點位置變化的規律。

步驟4：繪制等概率散點圖與擬合曲線圖。

將放電點按照繞擊概率分組，繪制等概率散點圖。坐標系與放電試驗點空間坐標系一致，然后對同組的放電點進行擬合，得到等概率曲線。分析試驗繞擊空間區域大小。

步驟5：對輸電線路繞擊概率進行計算。

基于如下假設：

(1)輸電線路的避雷線引雷半徑為R_g，導線引雷半徑為R_l；

(2)雷電先導頭部的空間定位分布呈均勻分布。

基于試驗放電點位置對繞擊空間區域進行不規則三角網格劃分。三角網格劃分應保證每個三角形的外接圓均不包含任何放電點，且相鄰兩三角形形成的凸四邊形中其最小內角一定大于交換凸四邊形對角線后所形成的兩三角形的最小內角。

由各三角形邊上中垂線劃分每個試驗點的控制面積，若中垂線交點落在三角形之外，則以三角形中點連線，劃分每個試驗點的控制面積。

將各試驗點統計所得繞擊導線概率設定為其控制面積概率權重，通過加權面積法計算可將引雷空間內總繞擊概率表示為：